CN2929172Y - 带有外转子电机的对称平衡型抽油机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种带有外转子电机的对称平衡型抽油机，它含有机座、外转子电机、提升带、支架前腿和伸缩支腿，外转子电机固定在机座上的支撑座上，并通过电器控制机构与电源连接，支架前腿、伸缩支腿的下端分别与机座的前部、中部铰接，其上端分别与工作轮的轮座铰接，提升带的一端与外转子电机的转动外壳固定连接，其另一端绕过工作轮后与悬绳器连接，在提升带下表面和工作轮的轮面之间设置有一个连接带，该连接带的一端与悬绳器连接，其另一端与平衡重的提环相连。本实用新型采用对称平衡，将作调节用的平衡块置于一个可移动、升降的台面上，既便于增减平衡重，又便于转运抽油机放置全部配重，其效率高、能耗小、使用方便，社会和经济效益较好。

Description

带有外转子电机的对称平衡型抽油机

一.技术领域：

本实用新型涉及一种油田有杆泵采油机械，特别是涉及一种带有外转子电机的对称平衡型抽油机。

二.技术背景：

游梁式抽油机的发明、发展、使用已有百余年的历史。它以其结构简单、耐用、可靠性高、易操作、维护费用低等优点一直占据油田有杆泵采油的主导地位。但是由于其结构欠佳，以及与之配套的电机、减速机的新技术尚未在抽油机的设计制造上及时引用，致使近几十年来，国内外诸多抽油机厂家以及抽油机专家，先后沿着游梁抽油机的模式研究制造出了各式各样的游梁抽油机，始终都没有离开利用皮带传动、减速箱减速、通过四连杆机构将旋转运动转变为直线运动的模式。总之都没有解决游梁抽油机结构庞大，系统效率低，能耗高的主要问题。与此同时，抽油机的研究制造人员也朝着摆脱四连杆机构，甩掉游梁、驴头的方向设计制造了如链条抽油机、皮带抽油机、液压抽油机，直至直线电机抽油机等，这些抽油机基本上都是利用往返架形式进行有杆泵采油的抽油机。但是，这些抽油机大多数并不成熟，而且又带来了结构复杂、故障多、现场维护困难、制造使用成本较高的新问题。

针对这种情况，人们设计出新型的抽油机，如中国专利(授权公告号为CN1125812A，申请号为94113217.X)公开了一种“滚筒式顶驱数控抽油机”，其主要特征是将抽油机机架顶部安装的摩擦滚筒直接与作为换能器的数控全速稀土同步电机连接，该电机由双向可变频逆变电源馈电，该逆变电源与供电网相连，在出油口装有压力传感器、位置传感器和对逆变电源进行控制的可编程控制器，由摩擦滚筒带动其上的挠性牵引摩擦带上下升降而带动活塞抽油，其上行时，驱动力矩大，下行时，能将运动部件的势能转化为电能馈送回电网，动力特性好，但是，它采用塔式结构，不易调整到井口的距离，并且靠摩擦带带动部件运动能耗较高，结构比较复杂，不利于推广。

三、实用新型的内容：

本实用新型的目的：克服现有技术的缺陷，提供一种结构简单、效率高、能耗低，即无笨重的游梁、驴头、曲柄又无高大的塔架，使用方便带有外转子电机的对称平衡型抽油机。

本实用新型的技术方案：一种带有外转子电机的对称平衡型抽油机，含有机座、外转子电机、提升带、支架前腿和伸缩支腿，其中，所述外转子电机固定在机座上的支撑座上，并通过电器控制机构与电源连接，所述支架前腿、伸缩支腿的下端分别与机座的前部、中部铰接，其上端分别与轮座铰接，所述轮座上安装有工作轮，所述伸缩支腿设有伸缩及紧固机构，所述提升带的一端与外转子电机的转动外壳固定连接，其另一端绕过工作轮后与悬绳器连接，在提升带下表面和工作轮的轮面之间设置有一个连接带，该连接带的一端与悬绳器连接，其另一端与平衡重的提环相连。

所述对称平衡重配有微调移动机构，所述微调移动机构含有连接件、可移动及可升降的台面，其中连接件分别设置在平衡重和备用平衡重上，可移动及可升降的台面设置在机座上，该台面上放置有备用平衡重，需要增减配重时，将备用平衡重移至正对配重的正下方位置，通过连接件连接或去掉部分备用平衡重，完成调整后再将多余的备用配重移开。

所述工作轮通过自润滑轴套安装在轮座上的轮轴上。

所述伸缩支腿为两个，每一伸缩支腿的上下两端分别与一组左旋和右旋梯型螺栓螺母连接，伸缩支腿上端的梯型螺栓与工作轮的轮座铰接，其下端的梯型螺栓与机座上的支撑座铰接，既有支撑功能又能作伸缩调节，伸缩支腿和梯型螺栓的连接处设有紧固螺栓或定位销；所述支架前腿为两个，每一支架前腿的上、下两端分别与工作轮的轮座、机座前部铰接。

所述外转子电机的动子上装有刹车装置，该刹车装置通过拉杆与安装在机座上的操纵手柄连接，形成手动刹车。

本实用新型的有益效果：

1、本实用新型采用对称平衡，将作调节用的平衡块，置于一个可移动、可升降的台面上，即便于增减平衡重，又便于转运抽油机放置全部配重。

2.本实用新型大幅度提高了抽油机的效率，并且大幅度降低了能耗，因为常规游梁抽油机传动链长，并且其皮带传动效率只有85％左右，减速箱的传动效率只有90％左右，四连杆机构的传动效率只有94％左右，其能量损失总和高达28％左右，而本实用新型采用外转子电机，其传动链极短，除电机之外，只有工作轮中的两付自润滑轴套、高强提升带与工作轮之间摩擦的传动损失，总计不足10％，效率由常规游梁抽油机的不足75％提高到90％以上，效果十分显著。另外其能耗只有同类型常规游梁抽油机的60％，节能效果十分明显。

3.本实用新型操作简单、使用方便，采用外转子电机配备专用控制器，其转速可在设计抽油机需要的1-20转/分之间无级调节，同时可频繁正、反转换向，而且能实现抽油机在调参中冲程和冲次在一定范围内无级调节和控制。即在使用中，通过设定和调节每分种转动的次数，就能得到不同的冲次；当改变和控制在转动范围内的换向位置，就可获得不同的冲程。因此，其调参极为方便、快捷，同时电机控制系统设有多种保护功能，可实现抽油机的智能控制。另外它还设有手动刹车机构，增加保险系数，使用十分安全。

4.本实用新型采用伸缩支腿结构，能够较方便地调节工作轮偏离井口的位置，解决了油井作业时，需要将悬挂系统让开井口一定位置的问题，同时可使支架前腿作得比较简单而且安装连接牢固。

5.本实用新型结构简单、既无游梁、驴头，又无高大的往复架，它将动力源安装在底座上，安装、维护安全，采用强度高而且耐用的提升带，仅经过一个工作轮就将旋转运动变成直线运动，使抽油机的整体结构大为简化，整机重量比同型号的常规游梁抽油机小50％左右，可节约大量钢材，大大降低了企业的生产成本，为大幅度降低整机价格提供了条件。

6、本实用新型使用范围广，能够形成大小不同的规格，并且能够对现有抽油机进行改造，便于推广实施，具有较好的社会和经济效益。

四.附图说明：

图1为带有外转子电机的对称平衡型抽油机的结构示意图

图2为图1所示带有外转子电机的对称平衡型抽油机的俯视图

图3为图1所示带有外转子电机的对称平衡型抽油机的左视图

图4为图1所示抽油机的宽带挂置图

图5为图1所示抽油机平衡重工作时的使用示意图

五.具体实施方式：

实施例一：参见图1～图5，图中，带有外转子电机的对称平衡型抽油机的外转子电机6通过定子轴的外伸部分安装在机座1中部的两个支撑座5之间，伸缩支腿4为两个，每一伸缩支腿4的上、下两端分别与一组左旋、右旋梯型螺栓螺母连接，伸缩支腿4上端的梯型螺栓与工作轮3的轮座15铰接，其下端的的梯型螺栓与机座1中部的支撑座5铰接，左旋和右旋梯型螺栓能够使伸缩支腿4实现快速伸缩，既有支撑功能又能作伸缩调节，伸缩支腿4和梯型螺栓的连接处设有紧固螺栓，能够更好地锁紧调整后的位置；(该结构为现有技术常用伸缩结构)，不详述。支架前腿2也为两个，每一支架前腿2的上、下两端分别与工作轮3的轮座15、机座1前部铰接。工作轮3通过轮轴安装在轮座15上，为了延长工作轮3的寿命和降低摩擦损耗，工作轮3也可以通过自润滑轴套安装在轮座15上的轮轴上。

提升带9的一端固定在外转子电机6的外转子外壳上，其另一端绕过工作轮后3与悬绳器13连接，在提升带9下表面和工作轮3的轮面之间设置有一个连接带，该连接带的一端与悬绳器13连接，其另一端与平衡重7的提环相连(8为备用平衡重)。悬绳器13的下端与抽油杆连接。外转子电机6通过电器控制机构10与电源连接。

为使用安全起见，在外转子电机6的转子上另加一套手动刹车，该刹车装置通过拉杆与安装在机座上的操纵手柄11连接，形成手动刹车，以增加使用的安全性。机座1的后端设置有水泥压块12，防止机座1发生翻转、倾倒，增加其安全性。

使用时，机座1通过压杠及压杠螺栓与活动水泥基础14紧固在一起，启动外转子电机6，通过其正反转，使提升带9带动抽油杆上下往复运动，进行循环抽油。

显而易见，这种抽油机的最大冲程，取决于外转子电机外壳的圆周长度。因为在进行抽油工作中，只需要外转子电机在圆周长的一定范围内作正反转摆动(或叫做转动)。当外转子电机6在一定角度内转动时抽油机的工作端便可以完成一个冲程。抽油机通过提升带9上提抽油系统达上死点时，这种上提运动，外转子电机在转动中作逆时针方向转动，平衡重是由势能变动能(附助电机)作功。相反，当外转子电机6顺时针方向转动时，抽油系统的全部重量下落，也是以势能变动能(附助电机)一起作功，将平衡重提升到最高位置形成势能。这样反转、正转、实现往复运动需要。提升抽油系统所需的扭矩，是井况生产需要形成的，而对称平衡重的重量是可调的，可使其控制在不平衡度小于15％之间工作，使该抽油机达到正常工作。这里需要特别说明的是，该抽油机采用对称平衡，理论上讲可以将平衡度调整到完全好的状态下工作，抽油机运转最好，能耗最小，但井下工作状况不可能稳定不变，配重的调整不可能那样的及时，而且该抽油机的传动结构决定，工作中必须是井下工作端的重量稍大于配重端，否则不能正常运转。

对称平衡重7配有微调移动机构，所述微调移动机构含有连接件、可移动及可升降的台面，其中连接件分别设置在平衡重7和备用平衡重8上，可移动及可升降的台面设置在机座1上，该台面上放置有备用平衡重8，需要增减配重时，将备用平衡重8移至正对平衡重的正下方位置，通过连接件连接或去掉部分备用平衡重8，完成调整后再将多余的备用平衡重移开。16为可移动及可升降的台面的支撑架。

Claims (5)

1.一种带有外转子电机的对称平衡型抽油机，含有机座、外转子电机、提升带、支架前腿和伸缩支腿，其中，所述外转子电机固定在机座上的支撑座上，并通过电器控制机构与电源连接，所述支架前腿、伸缩支腿的下端分别与机座的前部、中部铰接，其上端分别与轮座铰接，所述轮座上安装有工作轮，所述伸缩支腿设有伸缩及紧固机构，其特征是：所述提升带的一端与外转子电机的转动外壳固定连接，其另一端绕过工作轮后与悬绳器连接，在提升带下表面和工作轮的轮面之间设置有一个连接带，该连接带的一端与悬绳器连接，其另一端与平衡重的提环相连。

2.根据权利要求1所述的带有外转子电机的对称平衡型抽油机，其特征是：所述对称平衡重配有微调移动机构，所述微调移动机构含有连接件、可移动及可升降的台面，其中连接件分别设置在平衡重和备用平衡重上，可移动及可升降的台面设置在机座上，该台面上放置有备用平衡重，需要增减配重时，将备用平衡重移至正对配重的正下方位置，通过连接件连接或去掉部分备用平衡重，完成调整后再将多余的备用配重移开。

3.根据权利要求1或2所述的带有外转子电机的对称平衡型抽油机，其特征是：所述工作轮通过自润滑轴套安装在轮座上的轮轴上。

4.根据权利要求3所述的带有外转子电机的对称平衡型抽油机，其特征是：所述伸缩支腿为两个，每一伸缩支腿的上下两端分别与一组左旋和右旋梯型螺栓螺母连接，伸缩支腿上端的梯型螺栓与工作轮的轮座铰接，其下端的梯型螺栓与机座上的支撑座铰接，既有支撑功能又能作伸缩调节，伸缩支腿和梯型螺栓的连接处设有紧固螺栓或定位销；所述支架前腿为两个，每一支架前腿的上、下两端分别与工作轮的轮座、机座前部铰接。

5.根据权利要求4所述的带有外转子电机的对称平衡型抽油机，其特征是：所述外转子电机的动子上装有刹车装置，该刹车装置通过拉杆与安装在机座上的操纵手柄连接，形成手动刹车。

Images